Dieses Bodenbakterium ist nahezu unverwüstlich: Egal ob Dürre, UV-Licht oder radioaktive Strahlen in extrem hoher Dosis - all diese für gewöhnlich tödlichen Strapazen machen der Mikrobe mit dem sprechenden Namen Deinococcus radiodurans nichts aus.
"Dieses Bakterium gilt als das robusteste Lebewesen auf der Erde. Es kann eine Dosis ionisierender Strahlung, wie etwa Gamma-Strahlen, von 10.000 Gray nahezu unbeschadet überstehen. Damit überlebt es das 1000- bis 5000-fache der Dosis, die Menschen umbringen würde."
Der Molekularbiologe Miroslav Radman von der Universität Paris-Descartes beschäftigt sich seit vielen Jahren mit den Überlebenstricks der strahlenresistenten Bakterien. Forscher vermuteten lange, dass die Extrem-Mikroben über ein außergewöhnlich widerstandsfähiges Erbgut verfügen. Doch Genomanalysen haben gezeigt: Hochdosierte ionisierende Strahlung zerschmettert die ringförmige Erbsubstanz der Einzeller in Hunderte kleiner Bruchstücke - genau wie bei anderen Lebewesen auch. Eigentlich sind solch schwere Schäden irreparabel, die Zellen sterben ab. Doch das zähe Bakterium startet ausgehend vom Trümmerhaufen seines Genoms ein rasantes Wiederaufbauprogramm.
"Die Zellen verwenden extrem effiziente Reparaturmechanismen. Schon nach wenigen Stunden liegt die Erbsubstanz wieder in ringförmigen Chromosomen vor, die vielen hundert DNA-Bruchstücke sind sauber aufgereiht und aneinander gefügt. Hier lassen sich keinerlei Mutationen nachweisen. Die Reparatur ist also hocheffizient und ungeheuer präzise."
Erst vor wenigen Jahren haben die Pariser Molekularbiologen herausgefunden, wie Deinococcus radiodurans das Genom wieder so makellos zusammensetzt. Hier sind Reparaturenzyme am Werk, die wie molekulare Doktoren und Bauingenieure arbeiten. Solche Reparatur-Eiweiße sind auch in menschlichen Zellen aktiv, doch sie werden durch Strahlung beschädigt und schnell außer Gefecht gesetzt. Radman hat mit seinem Team nun entdeckt, wie die strahlenresistente Mikrobe es schafft, die eigenen Reparaturenzyme betriebsbereit zu halten:
"Dazu stellt das Bakterium einen Cocktail aus kleinen chemischen Molekülen her. Sie lenken schädliche Sauerstoffradikale in der Zelle wie ein Magnet auf sich, und saugen sie wie ein Schwamm auf."
Ein Molekül-Schwamm, der die Reparaturenzyme vor aggressiven Sauerstoffradikalen schützt. Das scheint der Schlüssel für die außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit von Deinococcus radiodurans zu sein. Derzeit versuchen die Forscher, die verschiedenen Zutaten für den schützenden Cocktail zu entschlüsseln. Denn in dem Mix aus kleinen chemischen Molekülen steckt nach Ansicht von Radman großes Potenzial:
"Dieser Molekülcocktail schützt genauso gut die Proteine beim Bakterium Escherichia coli oder in menschlichen Zellen. Wir können ihn also stibitzen! Sobald die Moleküle in unsere Zellen gelangen, würden sie unsere Proteine wie die von Deinococcus schützen. Das ist unser Ziel. Ich wünschte, wir hätten einen solchen Cocktail, um ihn Strahlenopfern in Japan zu geben."
Gerade Menschen, die bereits im Körper mit strahlenden Partikeln belastet sind, könnten vielleicht einmal von einem solchen Schutz-Cocktail profitieren. Ob als Getränk oder per Spritze verabreicht: Miroslav Radman zufolge wäre ein solcher Molekülmix genauso harmlos wie die extrem strahlenresistenten Mikroben, aus denen er gewonnen wird.
"Dieses Bakterium gilt als das robusteste Lebewesen auf der Erde. Es kann eine Dosis ionisierender Strahlung, wie etwa Gamma-Strahlen, von 10.000 Gray nahezu unbeschadet überstehen. Damit überlebt es das 1000- bis 5000-fache der Dosis, die Menschen umbringen würde."
Der Molekularbiologe Miroslav Radman von der Universität Paris-Descartes beschäftigt sich seit vielen Jahren mit den Überlebenstricks der strahlenresistenten Bakterien. Forscher vermuteten lange, dass die Extrem-Mikroben über ein außergewöhnlich widerstandsfähiges Erbgut verfügen. Doch Genomanalysen haben gezeigt: Hochdosierte ionisierende Strahlung zerschmettert die ringförmige Erbsubstanz der Einzeller in Hunderte kleiner Bruchstücke - genau wie bei anderen Lebewesen auch. Eigentlich sind solch schwere Schäden irreparabel, die Zellen sterben ab. Doch das zähe Bakterium startet ausgehend vom Trümmerhaufen seines Genoms ein rasantes Wiederaufbauprogramm.
"Die Zellen verwenden extrem effiziente Reparaturmechanismen. Schon nach wenigen Stunden liegt die Erbsubstanz wieder in ringförmigen Chromosomen vor, die vielen hundert DNA-Bruchstücke sind sauber aufgereiht und aneinander gefügt. Hier lassen sich keinerlei Mutationen nachweisen. Die Reparatur ist also hocheffizient und ungeheuer präzise."
Erst vor wenigen Jahren haben die Pariser Molekularbiologen herausgefunden, wie Deinococcus radiodurans das Genom wieder so makellos zusammensetzt. Hier sind Reparaturenzyme am Werk, die wie molekulare Doktoren und Bauingenieure arbeiten. Solche Reparatur-Eiweiße sind auch in menschlichen Zellen aktiv, doch sie werden durch Strahlung beschädigt und schnell außer Gefecht gesetzt. Radman hat mit seinem Team nun entdeckt, wie die strahlenresistente Mikrobe es schafft, die eigenen Reparaturenzyme betriebsbereit zu halten:
"Dazu stellt das Bakterium einen Cocktail aus kleinen chemischen Molekülen her. Sie lenken schädliche Sauerstoffradikale in der Zelle wie ein Magnet auf sich, und saugen sie wie ein Schwamm auf."
Ein Molekül-Schwamm, der die Reparaturenzyme vor aggressiven Sauerstoffradikalen schützt. Das scheint der Schlüssel für die außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit von Deinococcus radiodurans zu sein. Derzeit versuchen die Forscher, die verschiedenen Zutaten für den schützenden Cocktail zu entschlüsseln. Denn in dem Mix aus kleinen chemischen Molekülen steckt nach Ansicht von Radman großes Potenzial:
"Dieser Molekülcocktail schützt genauso gut die Proteine beim Bakterium Escherichia coli oder in menschlichen Zellen. Wir können ihn also stibitzen! Sobald die Moleküle in unsere Zellen gelangen, würden sie unsere Proteine wie die von Deinococcus schützen. Das ist unser Ziel. Ich wünschte, wir hätten einen solchen Cocktail, um ihn Strahlenopfern in Japan zu geben."
Gerade Menschen, die bereits im Körper mit strahlenden Partikeln belastet sind, könnten vielleicht einmal von einem solchen Schutz-Cocktail profitieren. Ob als Getränk oder per Spritze verabreicht: Miroslav Radman zufolge wäre ein solcher Molekülmix genauso harmlos wie die extrem strahlenresistenten Mikroben, aus denen er gewonnen wird.